JP4312501B2 - Substrate transfer device, surface mounter equipped with the same, and substrate inspection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等の各種基板の製造、検査等に適用される基板搬送装置であって、特に、搬送途中に基板をその搬送方向と直交する方向に移動させることが可能な可動部分を備えた基板搬送装置と、この基板搬送装置を備えた表面実装機および基板検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、部品吸着用のヘッドを備えたヘッドユニットにより、IC等のチップ部品を部品供給部から吸着してプリント基板上に移送し、プリント基板上の所定位置に実装するようにした表面実装機(以下、実装機と略す)が知られている。
【0003】
この種の実装機としては、プリント基板が固定的に位置決めされ、ヘッドユニットが水平面上でX−Y方向に移動するものが周知であるが、例えば特許文献1に開示されるように、プリント基板を実装作業領域においてY軸方向(基板の搬送方向と直交する方向)に移動可能とし、ヘッドユニットの移動およびプリント基板の移動を効果的に制御することにより実装効率を高めるようにしたものも近年開発されている。
【0004】
なお、実装機には、通常、一対のベルトコンベア(以下、コンベアと略す)によりプリント基板の両端を支持しながら搬送する基板搬送装置が組込まれており、この基板搬送装置によりプリント基板を搬送しながら、その途中部分でプリント基板を位置決めして部品の実装処理を行うように構成されるが、特許文献1に示される実装機では、基板搬送装置が、可動部とその両側の搬入および搬出部とから構成されており、可動部のコンベアをY軸方向に一体的に移動させるように駆動機構が構成されることにより、基板をY軸方向に移動させ得るようになっている。具体的には、例えば可動部のコンベアが可動フレームに搭載され、この可動フレームが、モータを駆動源とするボールねじ機構等によりY軸方向に移動するように構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−102696号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1に示されるような実装機では、上記のような基板搬送装置の構成に起因して、次のような解決すべき課題がある。
【0007】
すなわち、通常、基板搬送装置には、コンベアの間隔をその基板のサイズに対応させるためのモータ駆動の幅調整機構が組込まれるが、上記特許文献1の基板搬送装置では、可動部のコンベアが他の部分(搬入部、搬出部)のコンベアに対してY軸方向に移動するため、可動部とその他の部分の幅調整機構を別個独立に設ける必要がある。そのため、基板搬送装置を含めた実装機全体の高重量化やコスト高を助長する構成となっている。
【0008】
また、可動部については、モータを含めた幅調整機構を一体に可動フレームに搭載する必要があるため、可動フレームの重量が嵩み、該フレームを高速移動させる上で不利な構造となっている。つまり、実装の効率を高める上では基板を高速でY軸方向に移動させることが好ましいが、この点でのマイナス要素となっている。
【0009】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、基板搬送装置における幅調整のための機構を見直すことにより、装置の軽量化、および低廉化を図るとともに、作業の効率を高め得るようにすることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板の搬送方向に並び、かつ平行な一対のコンベアをそれぞれ備えた搬入側の固定搬送部と可動搬送部と搬出側の固定搬送部とを有し、可動搬送部の前記一対のコンベアが可動フレームに搭載されることにより、前記各固定搬送部および前記可動搬送部のそれぞれのコンベアを水平方向より見て同じ高さに並べた状態で、該可動フレームの移動に伴い前記基板を前記搬送方向と直交する方向に移動させ得るように構成された基板搬送装置において、前記各固定搬送部は、それらが備える一対のコンベア同士をそれぞれ相対的に接離方向に移動させることにより該一対のコンベアの間隔をそれぞれ変更させる間隔変更手段を備え、前記可動搬送部は、それが備える一対のコンベアを前記可動フレーム上で相対的に接離方向に移動可能に支持する支持手段と、前記可動フレームに搭載された一対のコンベア同士の該フレームに対する前記接離方向の移動を許容する状態と阻止する状態とに切換可能なロック手段とを備え、前記各固定搬送部および前記可動搬送部のコンベアは、前記各固定搬送部および前記可動搬送部のそれぞれのコンベアを水平方向より見て同じ高さに並べた状態で各搬送部の互いに対応するコンベア同士を係脱可能に連結する連結手段を備え、前記間隔変更手段は、前記各固定搬送部が備える一対のコンベアのうち何れか一方のコンベアがそれぞれ移動可能に装着される一対のガイドレールを備えた支持台と、前記各固定搬送部の一方のコンベアにそれぞれ設けられたナット部材に螺合すると共に前記一対のガイドレールに対してそれぞれ平行に延びる一対のボールねじ軸とを有し、前記ガイドレールは、前記基板の搬送方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて前記各固定搬送部にそれぞれ設置された前側板と後側板との間にそれぞれ配置され、前記ボールねじ軸は、前記前側板および前記後側板によって回動可能に支持され、前記支持手段は、前記可動搬送部が備える一対のコンベアのうちいずれか一方のコンベアが移動可能に支持されるガイドシャフトを搬送方向両端部分に一対有し、前記連結手段は、前記各搬送部の前記互いに対応するコンベアのうち前記可動搬送部のコンベアの搬送方向両側に設けられる係合部材と、前記可動搬送部に設けられると共に前記一対のガイドシャフトの間に配置されて前記両係合部材を駆動する双方向型のエアシリンダを含む駆動手段と、前記各固定搬送部のコンベアの一側にそれぞれ設けられる被係合部とを有し、前記駆動手段により前記係合部材を、前記可動搬送部の両端部から外側に突出させた状態で前記各固定搬送部の前記被係合部に係合可能な作動位置と前記係合部材を前記作動位置から前記可動搬送部の両端部に退避させた退避位置とに変位させるように構成され、各搬送部の互いに対応するコンベア同士を基板搬送方向に並べた状態で前記係合部材を前記作動位置に変位させることにより前記係合部材が前記被係合部に係合して前記各搬送部の互いに対応するコンベア同士が一体に連結されるように構成されている。
【0011】
この基板搬送装置によると、可動搬送部におけるコンベアの間隔調整(変更)を固定搬送部のコンベアの間隔変更に連動させて行うことができる。すなわち、各搬送部のコンベアが基板搬送方向に並ぶ状態で前記連結手段の作動により各搬送部の互いに対応するコンベア同士を連結した後、ロック手段を解除状態(コンベアの移動を許容する状態)に切換え、間隔変更手段の作動により固定搬送部のコンベアの間隔を調整する。このようにすると固定搬送部のコンベアに連動して可動搬送部側のコンベアが移動し、その結果、各搬送部のコンベアの間隔が同時に変更されることとなる。そして、変更後は、ロック手段を切換えて可動搬送部のコンベアを可動フレームに固定し、連結手段による各搬送部のコンベア同士の連結状態を解除して可動搬送部のコンベアを固定搬送部のコンベアから切り離すことにより、変更後のコンベアの間隔を維持した状態で、可動搬送部(可動フレーム)を単独で作動させることが可能となる。従って、このような基板搬送装置によると、可動搬送部に対してモータ等の駆動源をもつ専用の幅調整機構を設けることなく該可動搬送部におけるコンベアの幅調整を行うことが可能となり、その分、従来のこの種の基板搬送装置に比べて軽量化および低廉化を図ることが可能となる。また、このように専用の幅調整機構を設ける必要がなくなる分、可動フレームの搭載部材を軽減することが可能となるため、可動搬送部において基板を高速駆動させる上で有利な構造となる。また、可動搬送部(可動フレーム)のコンベアに対して、該コンベアを移動させるための力(駆動力)が両側の搬送部のコンベアを介して与えられるため、コンベアの姿勢を良好に維持した状態でスムーズにコンベアを移動させることができる。従って、可動搬送部におけるコンベアの間隔変更を円滑に行わせることが可能となる。
【0016】
なお、この基板搬送装置において、前記間隔変更手段は、共通の駆動源で前記一対のボールねじ軸を駆動して、各固定搬送部のコンベアを前記接離方向に移動させるように構成されるのが、より好ましい。
【0017】
このように駆動源を共通化した構成とすることにより、基板搬送装置の軽量化および低廉化をより一層進めることが可能となる。
【0018】
一方、本発明に係る表面実装機は、部品吸着用のヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を吸着し、その部品を、基板搬送装置により搬送されて所定の作業位置に位置決めされている基板上に実装する表面実装機において、前記基板搬送装置として請求項1乃至4の何れかに記載の基板搬送装置を備え、前記作業位置として前記可動搬送部に基板を配置した状態で該基板に対して部品を実装するように構成されているものである。
【0019】
また、本発明に係る基板検査装置は、基板表面を撮像可能な撮像手段を備えた移動可能なヘッドユニットと基板搬送装置により所定の作業位置に搬入された基板とを相対的に移動させ、前記撮像手段により基板を撮像することにより画像認識に基づいて当該基板を検査する基板検査装置において、前記基板搬送装置として請求項1乃至4の何れかに記載の基板搬送装置を備え、前記作業位置として前記可動搬送部に基板を配置した状態で該基板を前記撮像手段により撮像するように構成されているものである。
【0020】
これらの表面実装機および基板検査装置によると、表面実装機および基板検査装置としての軽量化、低廉化を図る上で有利になる。また、基板搬送部は、上記の通り可動搬送部(可動フレーム)を高速駆動する上で有利な構造となっているので、実装作業や検査処理の効率を高める上でも有利になる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0022】
図1は、本発明に係る表面実装機(本発明に係る基板搬送装置が適用される表面実装機)の一例を概略的に示す平面図である。
【0023】
同図に示すように、表面実装機(以下、実装機と略す)の基台1上には基板搬送装置2が設けられ、プリント基板P(以下、基板Pと略す)がこの基板搬送装置2の後記コンベアに沿って搬送されるようになっている。なお、当実施形態では、上記コンベアによる基板Pの搬送方向(図1で左右方向)をX軸方向、水平面上でX軸と直交する方向(図1で上下方向)をY軸方向という。
【0024】
図1において、基板Pは基板搬送装置2のコンベアに沿って左側から実装機に搬入され、基台1の略中央に設けられた実装作業領域において実装処理に供された後、実装機の右側から次工程に搬出される(同図中の白抜き矢印方向)。
【0025】
基板搬送装置2は、前記実装作業領域に対応する部分がY軸方向に独立して移動可能とされており、実装作業時には、基板Pを必要に応じてY軸方向に移動させ得るように構成されている。また、基板搬送装置2のコンベアは、互いに平行な一対のベルトコンベアから構成され、これらのベルトコンベアの間隔が変更(拡縮)可能に構成されている。これにより基板Pのサイズ変更に対応し得るように構成されている。なお、基板搬送装置2の具体的な構成については後に詳しく説明することにする。
【0026】
基板搬送装置2を挟んで実装機のY軸方向両側には、部品供給部4A,4Bが配置されている。これらの部品供給部4A,4Bには部品供給用のフィーダーが固定されており、例えば、部品を収納したテープを間欠的に繰り出しながら部品を順次供給する複数のテープフィーダーがX軸方向に並べられた状態でそれぞれ固定されている。
【0027】
また、前記基台1の上方には、部品装着用の一対のヘッドユニット5a,5bが装備されている。これらのヘッドユニット5a,5bは、部品供給部4A,4Bと基板Pが位置する実装作業領域とにわたってY軸方向に一体に、またX軸方向に別個独立に移動し得るように構成されている。
【0028】
すなわち、基台1上には、Y軸方向に延びる一対のガイドフレーム7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、ガイドフレーム7上にヘッドユニット支持部材6が配置されて、この支持部材6に設けられたナット部分(図示省略)が前記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記ヘッドユニット支持部材6には、Y軸方向両側部にX軸方向に延びるガイド部材(図示省略)がそれぞれ設けられるとともにX軸サーボモータ10a、10bにより駆動されるボールねじ軸11a、11bが配設され、上記各ガイド部材に対してそれぞれヘッドユニット5a,5bが移動可能に保持され、各ヘッドユニット5a,5bに設けられたナット部分(図示せず)がボールねじ軸11a、11bに螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動により上記ヘッドユニット支持部材6がY軸方向に移動することにより両ヘッドユニット5a,5bが一体にY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ10a、10bの作動により各ヘッドユニット5a,5bがヘッドユニット支持部材6に対して独立してX軸方向に移動するようになっている。
【0029】
図示を省略するが、各ヘッドユニット5a,5bには、部品吸着用のノズルを先端に備えた複数の吸着ヘッドが設けられており、実装作業時には、これらの吸着ヘッドによりそれぞれ部品供給部4A,4Bから部品を吸着して取出すようになっている。
【0030】
なお、図1において、符号12はヘッドユニット5a,5bの各吸着ヘッドにより吸着された部品認識用のカメラ12であり、各部品供給部4A,4BのX軸方向片側に配置されている。
【0031】
次に、上記基板搬送装置2の構成について図2〜図10を用いて説明する。なお、図2は基板搬送装置2を示す平面図、図3は同正面図、図4〜図8はそれぞれ同断面略図、図9は後述するロック装置の構成を示す正面図、図10は基板搬送ベルト用の駆動伝達系統を説明する模式図である。
【0032】
図1及び図2に示すように、基板搬送装置2は、それぞれ一対のベルトコンベアを備えたX軸方向に並ぶ3つの構成部分、具体的には、同図の左側(基板Pの搬送方向上流側)から順に、ベルトコンベア20A,21Aを備えた搬入部2A(固定搬送部)、ベルトコンベア20B,21Bを備えた可動部2B(可動搬送部)およびベルトコンベア20C,21Cを備えた搬出部2C(固定搬送部)の3つの構成部分を有しており、これら各部2A〜2Cの各コンベア20A,21A…(コンベア20A,21A等と略す)等により基板Pの両端(Y軸方向両端)を支持した状態で該基板Pを搬送するようになっている。
【0033】
各部2A〜2Cのうち可動部2Bは、前記実装作業領域内に配置され、かつY軸方向に基板Pを移動させ得るように構成されている。
【0034】
基板搬送装置2には、さらに基板Pのサイズに応じて前記各部2A〜2Cのコンベア20A,21A等の間隔を変更するための機構、各部2A〜2Cのコンベア20A,21A等を駆動する機構、および可動部2Bにおいて基板PをY軸方向に移動させるための機構等が設けられている。以下、搬入部2A、可動部2B、搬出部2Cの各構成および上記各機構の構成について詳細に説明することにする。
【0035】
なお、基板搬送装置2については、図2の下側を装置前側、上側を装置下側として以下の説明を行うことにする。また、搬入部2Aと搬出部2Cは、可動部2Bを挟んで互いに対称な構成とされている以外、それらの基本的な構成は略共通しているため、搬入部2Aおよび搬出部2Cについては、共通する部分に同一の符合を付した上で主に搬入部2Aの構成について説明し、搬出部2Cについては、搬入部2Aとの相違点についてのみ言及することにする。
【0036】
図5及び図6に示すように、搬入部2Aは、基台1に固定される一対の側板30,31(前側板30,後側板31)を有している。これら側板30,31のうち前側板30には、前記コンベア20A,21Aのうち前側のコンベア20Aが一体に組付けられており、このコンベア20Aと後側板31との間に後側のコンベア21AがY軸方向に移動可能に設けられ、後記モータ42で駆動されるように構成されている。つまり、前側のコンベア20Aに対して後側のコンベア21Aを移動させることにより基板Pのサイズに対応できるようになっている。
【0037】
具体的には、側板30,31の間に、Y軸方向に延びるガイドレール33を備えた支持台32が設けられるとともに、このガイドレール33の上方に該レール33と平行に延びるボールねじ軸34が設けられ、このボールねじ軸34が側板30,31に回転可能に支持されている。そして、前記コンベア21Aがそのフレーム25を介してガイドレール33に移動可能に装着されるとともに、前記ボールねじ軸34が前記フレーム25に組付けられたナット部材28に螺合装着されている。
【0038】
ボールねじ軸34の前端には駆動プーリ34aが装着されており、図2および図3に示すように、この駆動プーリ34aと、基台1に固定されたモータ42の出力軸に装着されるプーリ42aとに亘って駆動ベルト47Aが装着されている。この構成により、モータ42が作動するとプーリ42a、駆動ベルト47Aおよび駆動プーリ34aを介してボールねじ軸34に回転駆動力が伝達され、このボールねじ軸34の回転に伴いコンベア21Aがガイドレール33に沿ってY軸方向に移動するようになっている。つまり、この基板搬送装置2では、これらガイドレール33、モータ42およびボールねじ軸34等により本発明の間隔変更手段が構成されている。
【0039】
なお、モータ42は、同図に示すように装置前側であって可動部2Bの側方部分に配置されており、フレーム43を介し基台1に固定されている。また、このモータ42と搬入部2Aの前側板30との間には、ガイドプーリ46aおよびテンションプーリ46bを備えたフレーム45が立設されており、これらガイドプーリ46aおよびテンションプーリ46bに駆動ベルト47Aが掛け渡されることにより、該駆動ベルト47Aが張設されている。
【0040】
各コンベア20A,21Aには、図4および図6に示すように駆動プーリ23と複数の従動プーリ22が所定の配列で設けられており、基板Pを搬送するための搬送ベルト24がこれらプーリ22,23に亘って装着されている。
【0041】
各コンベア20A,21Aの駆動プーリ23は同一方向に一体的に回転するように互いに連結されている。すなわち、前記側板30,31の間には、スプラインシャフトからなるY軸方向に延びる駆動シャフト35が前記ボールねじ軸34と横並びに設けられており、この駆動シャフト35が、コンベア20A,21Aの各駆動プーリ23および後側のコンベア21Aのフレーム25をそれぞれ貫通した状態で前記側板30,31に回転可能に支持されている。そして、後側のコンベア21Aの駆動プーリ23がベアリング等を介してフレーム25に回転自在に支持されるとともに前記駆動シャフト35に対してスプラインナットを介して連結されており、その結果、後側のコンベア21Aの駆動プーリ23が前記駆動シャフト35に対してその軸方向(Y軸方向)への相対的な移動が可能で、かつ駆動シャフト35と一体回転するように構成されている。なお、前側のコンベア20Aの駆動プーリ23は駆動シャフト35に一体に固定されている。従って、駆動シャフト35が回転すると、Y軸方向におけるコンベア21Aの配置に拘らず、各コンベア20A,21Aの駆動プーリ23が一体に回転し、この回転により各コンベア20A,21Aの各搬送ベルト24が一体に周回移動するようになっている。
【0042】
駆動シャフト35の後端には駆動プーリ35aが装着されている。この駆動プーリ35aには駆動ベルト40が掛け渡されており、後記モータ37の回転駆動力がこの駆動ベルト40を介して駆動プーリ35aに伝達されることにより、駆動シャフト35が回転駆動されるようになっている。この点については後に詳述することにする。
【0043】
以上、搬入部2Aの構成について説明したが、これに対して搬出部2Cは以下の点で搬入部2Aと構成が相違している。
【0044】
まず、前記モータ42の出力軸には、前記プーリ42aと同一構成のプーリ42bが並べて装着されており、搬出部2Cについては、このプーリ42bと前記ボールねじ軸34の駆動プーリ34aとに亘って駆動ベルト47Bが装着されている。
【0045】
また、搬出部2Cについては、駆動シャフト35の後端に駆動プーリ35aは設けられておらず、その代わりに、図3および図6(一点鎖線)に示すように、駆動シャフト35の前端に駆動プーリ35bが装着されている。この駆動プーリ35bは前側板30に繋がる延設部30aの前側に配置されており、後記伝動ベルト92がこの駆動プーリ35bと前記延設部30aに支持されるプーリ93とに掛け渡されている。これにより後述するようにモータ37の回転駆動力が伝動ベルト92及び駆動プーリ35aを介して駆動シャフト35に伝達されるようになっている。
【0046】
一方、可動部2Bは、図2、図3、図7及び図8に示すような可動フレーム50を有している。可動フレーム50は、底板51cの前後両端に前後側板51a,51b(前側板51a、後側板51bという)が立設された側面視凹型のフレームで、基台1上に固定されたY軸方向に延びる一対のガイドレール53にベース板52を介して固定されている。
【0047】
可動フレーム50には、基台1上に回転可能に支持されたY軸方向に延びるボールねじ軸55(図1参照)が螺合装着されている。このボールネジ軸55は基台1に固定されるモータ54の出力軸に連結されており、従って、このモータ54によりボールねじ軸55が回転駆動されると、可動フレーム50がガイドレール53に沿ってY軸方向に移動するようになっている。
【0048】
可動フレーム50の前後側板51a,51bの間には一対のガイドシャフト60と、スプラインシャフトからなる駆動シャフト86が回転自在に支持されているとともに、前側板51aに対してスプラインシャフトかなる伝動シャフト90が貫通している。ガイドシャフト60はそれぞれ可動フレーム50のX軸方向両端部分にそれぞれ支持されており、駆動シャフト86はそれらの中間より僅かに搬入部2A寄りの位置に支持されている。一方、伝動シャフト90は、搬入部2A側のガイドシャフト60の下側に配置されており、スプラインナット88およびその外側のベアリング89を介して該前側板51aに連結されるとともに、その両端は、図7に示すように基台1に固定されたモータ固定プレート36および支持プレート79にそれぞれ回転可能に支持されている。
【0049】
可動フレーム50の前後側板51a,51bの間には、コンベア20B,21Bが設けられ、これらコンベア20B,21Bがそれぞれ前記両ガイドシャフト60に支持されている。これらのコンベア20B,21Bのうち、前側のコンベア20Bはカラー61を介して前側板51aに固定されている。一方、後側のコンベア21Bは、リニアブッシュ62を介してガイドシャフト60に装着されており、これによりガイドシャフト60に沿ってコンベア21BがY軸方向に移動可能となっている。つまり、前側のコンベア20Bに対して後側のコンベア21Bを移動させることにより基板Pのサイズに対応できるようになっている。
【0050】
ここで、前記可動フレーム50には、可動部2Bのコンベア21Bを前記搬入部2A及び搬出部2Cの各後側のコンベア21A,21Cに対して連結するための機構と、コンベア20BのY軸方向への移動を規制して可動フレーム50の任意の位置にコンベア20Bを固定するための機構とが設けられている。
【0051】
コンベア同士を連結する機構としては、連結装置65がコンベア21Bに設けられている。連結装置65は、X軸方向に延びる一対の連結用ロッド67と、これら連結用ロッド67の間に配置される双方型のエアシリンダ66とを有している。各連結用ロッド67は、それぞれガイド68を介してX軸方向に移動可能に支持されるとともに前記エアシリンダ66のロッドに連結されており、エアシリンダ66へのエア圧の給排に応じて進退駆動されるようになっている。具体的には、エアシリンダ66がロッド突出駆動状態とされると、コンベア21Bの端部からロッド先端が外側に突出する位置(作動位置という)まで各連結用ロッド67が前進し、エアシリンダ66がロット引き込み駆動状態に切換えられると、ロッド先端がコンベア21Bの端部に位置するところ(図2に示す位置;退避位置という)まで各連結用ロッド67が後退するようになっている。
【0052】
そして、前記搬入部2Aおよび搬出部2Cの各コンベア21A,21Cのうち可動部2B側の端部に連結用ロッド67の挿入孔27を備えた連結用ブラケット26(図5,図6参照)がそれぞれ組付けられている。
【0053】
この構成において、図2に示すように各コンベア21A〜21CがX軸方向に横並びに配置された状態で前記エアシリンダ66がロッド突出駆動状態に切換えられると、各連結用ロッド67が作動位置に前進して各連結用ブラケット26の挿入孔27に先端が挿入され、これによって可動部2Bの後側のコンベア20Bが搬入部2A及び可動部2Bの各後側のコンベア21Aに連結されるようになっている。つまり、当実施形態では、この連結装置65および連結用ブラケット26等により本発明の連結手段が構成されている。
【0054】
一方、可動フレーム50の任意の位置にコンベア21Bを固定するための機構構成としては、各ガイドシャフト60の回転方向を規制するワンウェイクラッチ63がコンベア21Bに組込まれるとともに、各ガイドシャフト60に対してそれぞれロック装置70a,70bが設けられている。
【0055】
ワンウェイクラッチ63は、図7に示すように、コンベア21Bに一体に組み込まれており、前記リニアブッシュ62の直ぐ後側で各ガイドシャフト60に装着されている。詳細図を示していないが、ワンウェイクラッチ63は、例えば内側にフライス歯状のカム部を備えた円筒状の外輪および、これら外輪の内側の各カム部間に回動可能に配設される複数のローラにより構成されており、前記コンベア21Bのフレームに対して前記外輪が固定され、前記各ローラの内側にガイドシャフト60が挿入されている。そして、コンベア21B(外輪)に対してガイドシャフト60を特定方向に回転させようとすると、前記外輪のカム部間の狭部方向にローラが移動して外輪とガイドシャフト60との間に詰まり、これによりコンベア21B(外輪)とガイドシャフト60が係合状態となってコンベア21Bに対するガイドシャフト60の回転を阻止する一方、コンベア21B(外輪)に対してガイドシャフト60を前記特定方向と反対方向に回転させようとすると、外輪の前記カム部間の狭部方向とは逆方向にローラが移動し、これによりコンベア21B(外輪)とガイドシャフト60とが非係合状態となってコンベア21Bに対するガイドシャフト60の回転が許容されるように構成されている。
【0056】
当実施形態では、搬入部2A側のガイドシャフト60を装置前側から見た場合、図9(a)に示すように、ガイドシャフト60の反時計回りの回転(破線矢印方向の回転)を許容し、時計回りの回転(実線矢印方向の回転)を阻止するようにワンウェイクラッチ63が構成されている。また、図示を省略するが、搬出部2C側のガイドシャフト60については、ガイドシャフト60の回転許容(阻止)方向が搬入部2A側のガイドシャフト60とは逆になるようにワンウェイクラッチ63が構成されている。
【0057】
ロック装置70a,70bは、可動フレーム50の前記前側板51aに組付けられている。搬入部2A側のロック装置70aを例にその構成を説明すると、ロック装置70aは、図9(b)に示すように、前記ガイドシャフト60(搬入部2A側のガイドシャフト60)の端部に固定され、かつラチェットホイール73を一体に備えた操作ホイール72と、この操作ホイール72を駆動するエアシリンダ71と、ラチェットホイール73に係合するラチェット75とを備えている。
【0058】
エアシリンダ71は、前側板51aに固定されており、そのロッド71a先端が前記操作ホイール72に連結されている。そして、ロッド引込み駆動状態からロッド突出駆動状態への切換えに応じて前記操作ホイール72を反時計回り(装置前側から見て反時計回り)に回動させるように設けられている。
【0059】
ラチェット75は、取付部材76の先端部分に固定されており、この取付部材76を介して前側板51aに支持されている。取付部材76は、X軸方向に細長のガイド孔76aを介して前側板51aにピン77で支持されるとともに、圧縮ばね78により付勢されている。これにより、ラチェット75が、X軸方向に変位可能で、かつ圧縮ばね78の弾発力によりその先端をラチェットホイール73に押し付けた状態で前側板51aに支持されている。なお、ラチェットホイール73及びラチェット75は、同図に示すように、ラチェットホイール73にラチェット75が係合した状態でラチェットホイール73の時計回りの回転(図9で時計回り;装置前側から見て時計回り)を許容し、反時計回りの回転を阻止するように構成されている。
【0060】
このロック装置70aの構成において、エアシリンダ71にエア圧が供給されると各ガイドシャフト60に対するコンベア21BのY軸方向の移動が可能となり(ロック解除状態)、一方、エアシリンダ71へのエア圧の供給が停止されるとコンベア21Bが各ガイドシャフト60にロックされる(ロック状態)。
【0061】
すなわち、エアシリンダ71にエア圧が供給されて該シリンダ71がロッド突出駆動状態とされると、操作ホイール72に設けられる押圧部74がラチェット75の先端に当接してラチェット75を圧縮ばね78の弾発力に抗して押し戻す。これに伴いラチェット75と操作ホイール72との係合状態が解除され、図9(b)の二点鎖線に示すように操作ホイール72が反時計回りに回動するとともに、この操作ホイール72の回動に伴いガイドシャフト60が一体に反時計回りに回転することとなる。この際、上記の通りコンベア21Bに対するガイドシャフト60の反時計回りの回転を許容するようにワンウェイクラッチ63が構成されている結果、ガイドシャフト60が反時計回りに回動すると、ワンウェイクラッチ63とガイドシャフト60との係合状態が解除され、これによりガイドシャフト60に対するコンベア21BのY軸方向の移動が許容されることとなる。
【0062】
すなわち、ワンウェイクラッチ63は、上記のように内蔵されたローラが外輪とガイドシャフト60との間に詰まり、これによりコンベア21B(外輪)とガイドシャフト60を係合状態とするものであるため、この係合状態ではコンベア21Bに対するガイドシャフト60の回転のみならず、ガイドシャフト60に対するコンベア21Bの軸方向の移動も阻止される。逆に、コンベア21Bとガイドシャフト60が非係合状態のときには、上記のようなローラの詰まった状態が解消されるため、この非係合状態ではコンベア21Bに対するガイドシャフト60の回転のみならず、ガイドシャフト60に対するコンベア21Bの軸方向の移動も許容されることとなる。従って、上記のようにガイドシャフト60を反時計回りに回転させると、ワンウェイクラッチ63とガイドシャフト60との係合状態が解除され、これによりガイドシャフト60に対するコンベア21BのY軸方向の移動が許容されることとなる。
【0063】
一方、この状態からエアシリンダ71へのエア圧の供給が停止されると、圧縮ばね78の弾発力によるラチェット75の押し付けによりラチェットホイール73が時計回りに回動し、これに伴い操作ホイール72およびガイドシャフト60が一体に時計回りに回転することとなる。この際、上記の通りワンウェイクラッチ63が構成されている結果、ガイドシャフト60が時計回りに回転すると、ワンウェイクラッチ63とガイドシャフト60とが係合状態となり、その結果、ガイドシャフト60に対するコンベア21BのY軸方向の移動が阻止され、ガイドシャフト60に対してコンベア21Bがロックされることとなる。なお、この際、エアシリンダ71内のエアは操作ホイール72の回動に伴うロッド71aの押し戻しにより自然排出される。
【0064】
以上は、搬入部2A側のロック装置70aの構成であるが、搬出部2C側のロック装置70bも共通の構成とされている。但し、搬出部2C側のロック装置70bは、対応するガイドシャフト60に装着される前記ワンウェイクラッチ63との関係で搬入部2A側のロック装置70aとは対称な構成となっている。
【0065】
なお、この基板搬送装置2では、ガイドシャフト60により本発明の支持手段が構成され、また上記ワンウェイクラッチ63、ガイドシャフト60およびロック装置70a,70b等により本発明のロック手段が構成されている。
【0066】
図4および図8に示すように、可動部2Bの各コンベア20B,21Bには、駆動プーリ83と複数の従動プーリ82が所定の配列で設けられており、基板Pを搬送するための搬送ベルト84がこれらプーリ82,83に亘って装着されている。各コンベア20B,21Bの駆動プーリ23は、それぞれベアリングを介してコンベア20B,21Bのフレームに回転自在に支持されるとともに前記駆動シャフト86に装着されており、駆動シャフト86の回転に伴い互いに同一方向に一体に回転するように互いに連結されている。
【0067】
なお、後側のコンベア21Bの駆動プーリ83は、駆動シャフト86に対してスプラインナットを介して連結されており、これにより駆動プーリ23が駆動シャフト86に対して軸方向(Y軸方向)への相対的な移動が可能で、かつ駆動シャフト86と一体に回転するように連結されている。従って、コンベア21BのY軸方向の配置に拘らず、駆動シャフト86が回転すると、各コンベア20B,21Bの駆動プーリ83が一体に回転し、その結果、各コンベア20B,21Bの各搬送ベルト84が一体に周回移動するようになっている。
【0068】
可動部2Bの各搬送ベルト84および搬入部2A、可動部2Bの各搬送ベルト24は、共通のモータにより駆動されるようになっている。
【0069】
すなわち、図2,図4および図7に示すように、可動部2Bの後側の部分には、モータ固定プレート36を介して基台1にモータ37が固定されており、このモータ37の出力軸にプーリ37aが装着されている。また、前記伝動シャフト90の後端に伝動プーリ90bが装着され、この伝動プーリ90bの近傍において前記モータ固定プレート36にテンションプーリ38が設けられ、これらプーリ37a、38、90bと搬入部2Aの前記駆動プーリ35aとに亘って駆動ベルト40が装着されている。また、前記伝動シャフト90の前端部分に伝動プーリ90aが装着され、この伝動プーリ90aと、搬出部2Cの前記駆動プーリ35bおよびプーリ93とに亘って伝動ベルト92が装着されている。さらに、伝動シャフト90における前記伝動プーリ90aよりも後側の部分に伝動プーリ90cが装着され、この伝動プーリ90cがベアリングを介して可動フレーム50の前記前側板51aに回転自在に支持されるとともに、伝動シャフト90に対してスプラインナットを介して連結されている。そして、前記駆動シャフト86の前端に駆動プーリ86aが装着され、これら両プーリ86a,90cに亘って伝動ベルト91が装着されている。
【0070】
図10は、上記の駆動伝達系統のみを模式的に示したものである。つまり、モータ37が作動すると、その回転駆動力が駆動ベルト40及び駆動プーリ35a等を介して搬入部2Aの駆動シャフト35に伝達されるとともに、駆動ベルト40及び伝動プーリ90bを介して伝動シャフト90に伝達される。そして、この伝動シャフト90に伝達された回転駆動力がさらにプーリ86a,90cおよび伝動ベルト91を介して可動部2Bの駆動シャフト86に伝達されるとともに、プーリ35b,90a及び伝動ベルト92を介して搬出部2Cの駆動シャフト35に伝達される。その結果、搬入部2Aの駆動シャフト35、可動部2Bの駆動シャフト86および搬出部2Cの駆動シャフト35が一体に回転し、この回転により搬入部2A、搬出部2Cの各搬送ベルト24および可動部2Bの各搬送ベルト84が一体に同一方向に周回移動するようになっている。そして、各部2A〜2Cの後側の駆動プーリ23,83がそれぞれ上記のように駆動シャフト35,86に対してスプラインナットを介して装着されている結果(スプライン結合されている結果)、各部2A〜2Cの後側のコンベア21A〜21Cの配置(Y軸方向の位置)に拘わらずモータ37の回転駆動力が駆動シャフト35,86等を介して搬送ベルト24,84に伝達されるようになっている。
【0071】
次に、以上のように構成された実装機の実装動作について図11及び図12説明する。
【0072】
実装作業に際しては、まず基板搬送装置2の作動により基板Pが実装機に搬送され、基板搬送装置2の前記可動部2Bに位置決め固定される。このとき、基板搬送装置2の前記可動フレーム50は、ホームポジション、すなわち可動部2Bのコンベア20B,21Bと、搬入部2Aおよび搬出部2Cのコンベア20A,21A等とが横並びとなる位置にセットされており、これにより可動部2Bに対して基板Pの搬送が可能となっている。なお、説明を省略しているが、可動部2Bの前記可動フレーム50には、基板Pをその下側から持ち上げた状態で位置決め固定する位置決め機構が搭載されている。
【0073】
そして、基板Pが可動フレーム50に位置決め固定された状態で、前記サーボモータ9,10a、10b,54等が制御されることにより、ヘッドユニット支持部材6とこれに支持された2つのヘッドユニット5a,5bが作動されるとともに、基板搬送装置2の可動部2B(可動フレーム50)が作動されて、基板Pに対する部品の実装が行われる。
【0074】
具体的には、まず、ヘッドユニット支持部材6が一方側の部品供給部4Aに移動し、一方のヘッドユニット5aの各吸着ヘッドによって部品の吸着が行われ、部品吸着後は、部品認識用のカメラ12上にヘッドユニット5aが移動してカメラ12による撮像に基づき部品認識が行われてから、他方のヘッドユニット5bによる部品吸着および部品認識を行うべくヘッドユニット支持部材6が他方の部品供給部4B側に移動する。このとき基板Pが固定されている可動フレーム50も実装作業領域内で他方の部品供給部4Bに近い位置に移動する。
【0075】
そして、ヘッドユニット支持部材6が他方の部品供給部4B付近で停止し、この状態で、ヘッドユニット5bの各吸着ヘッドによって部品の吸着が行われ、さらにヘッドユニット5bが部品供給部4Bの側方のカメラ12上に移動してカメラ12による撮像に基づき部品認識が行われる。その一方で、このようなヘッドユニット5bによる部品の吸着および認識が行われている間に、ヘッドユニット5aがX軸方向に移動し、かつ、基板Pが固定されている可動フレーム50がY軸方向に移動することにより、基板Pに対する部品の位置決めが行われ、この部品位置決め動作が繰り返し行われてながら、ヘッドユニット5aの各吸着ヘッドに吸着されている部品が順次基板Pに実装される。
【0076】
ヘッドユニット5aによる部品の装着が完了すると、ヘッドユニット支持部材6が部品供給部4A側に移動するとともに、可動フレーム50が部品供給部4A側に移動する。そして、今度はヘッドユニット支持部材6が部品供給部4A付近で停止した状態で、ヘッドユニット5aによる部品吸着および部品認識が行われる一方、ヘッドユニット5bがX軸方向に移動し、かつ、基板Pが固定されている可動フレーム50がY軸方向に移動することにより、基板Pに対する部品の位置決めが行われながら、ヘッドユニット5bの各吸着ヘッドに吸着されている部品の実装が順次行われる。
【0077】
以後、各ヘッドユニット5a,5bによる部品の装着および吸着が交互に、かつ片方のヘッドユニット5a(又は5b)による部品吸着動作と他方のヘッドユニット5b(又は5a)による部品装着動作とが並行して行われながら基板Pへの部品の装着が効率良く行われ、基板Pに対する全部品の実装が終了すると、可動フレーム50がホームポジション初期位置にリセットされ、基板Pが搬出部2Cを介して次工程へと搬出される。
【0078】
そして、基板Pが搬出された後、次の基板Pの搬入に先立ち、当該基板Pのサイズに応じた基板搬送装置2の幅調整が以下のようにして行われる。
【0079】
まず、図11(a)に示すように、可動フレーム50がホームポジションにセットされた状態で、連結装置65が作動され、これにより搬入部2Aおよび搬出部2Cの各後側のコンベア21A,21Cと、これらに対応する可動部2Bの後側のコンベア21Bとが連結される。具体的には、図11(b)に示すように、エアシリンダ66がロッド突出駆動状態に切換えられることにより各連結用ロッド67が退避位置から作動位置に前進し、その結果、各連結用ロッド67が両側のコンベア21A,21Cの連結用ブラケット26に挿入された状態となる。
【0080】
コンベア同士が連結されると、ロック装置70a,70bの作動によりコンベア21Bのロック状態が解除され、該コンベア21Bがガイドシャフト60に沿ってY軸方向へ移動可能な状態に切換えられる。具体的には、各ロック装置70a,70bのエアシリンダ71にそれぞれエア圧が供給されることにより該シリンダ71がロッド突出駆動状態とされ、これに伴う各ガイドシャフト60の回転によりワンウェイクラッチ63とガイドシャフト60とが非係合状態とされる。
【0081】
コンベア21Bのロック状態が解除されると、モータ42の作動により搬入部2A及び搬出部2Cの各ボールねじ軸34が回転駆動される。このようにボールねじ軸34が駆動されると、図11(c)に示すように搬入部2A及び搬出部2Cの後側のコンベア21A,21Cがガイドレール33に沿って一体的にY軸方向に移動するとともに、コンベア21A,21Cに連結されたコンベア21Bが、コンベア21A,21Cと共に一体にY軸方向に移動することとなる。その結果、搬入部2A、可動部2B及び搬出部2Cの各後側のコンベア21A〜21Cが前側のコンベア20A〜20Cに対して相対的に接近又は離間し、これによって基板搬送装置2の幅調整が行われる。
【0082】
コンベア20A,21A等の間隔が、次の基板Pに対応する所定の間隔にセットされると、ロック装置70a,70bの各エアシリンダ71へのエア圧の供給が停止され、これによりコンベア21Bが各ガイドシャフト60に対してロックされる。つまり、ロック装置70a,70bにおいて、各エアシリンダ71へのエア圧の供給が停止されることにより、上述したように前記圧縮ばね78の弾発力によりラチェット75等を介してガイドシャフト60がロック解除方向とは反対方向に回転し、これによってワンウェイクラッチ63とガイドシャフト60が係合状態とされる。
【0083】
可動部2Bのコンベア21Bがロック状態に切換えられると、図12(a)に示すように連結装置65の各連結用ロッド67が退避位置にリセットされ、可動部2Bのコンベア21Bが搬入部2A及び搬出部2Cの各コンベア21A,21Cから切り離される。これにより基板搬送装置2の幅調整が完了することとなる。
【0084】
そして、幅調整が完了すると、次の基板Pが基板搬送装置2の可動部2Bに搬入、位置決めされ、この状態で可動フレーム50がY軸方向に駆動されることにより、上述したように基板PがY軸方向に移動されながら部品の実装が行われることとなる(図12(b))。
【0085】
以上のような実装機によると次のような効果を得ることができる。
【0086】
すなわち、この実装機に適用される基板搬送装置2は、その一部分(可動部2B)がY軸方向に移動可能に構成される装置であって、しかもコンベアの間隔を基板Pのサイズに応じて変更可能に構成されるものであるが、この基板搬送装置2では、上記の通り、当該幅変更に際して、可動部2Bのコンベア21Bを搬送方向両側のコンベア(搬入部2A及び搬出部2Cの各コンベア21A,21C)に連結し、これら両側のコンベア21A,21Cの駆動力を利用してコンベア21Bを移動させるように構成しているので、可動部2Bに対して専用の幅調整機構を設けることなく可動部2Bのコンベア21BをY軸方向に移動させることができる。従って、可動部(可動搬送部)についてもモータを駆動源とする専用の幅調整機構を設けてコンベアの幅変更を行わせている従来のこの種の基板搬送装置と比べると、そのような専用の幅調整機構が不要な分、基板搬送装置2を軽量化することができ、また低廉化を図ることができるという効果がある。
【0087】
特に、専用の幅調整機構を可動部2B(可動フレーム50)に設ける必要がない分、従来装置に比べて可動フレーム50を大幅に軽量化することができ、これによって可動フレーム50をより高速で駆動することが可能になる。また、可動フレーム50を駆動するモータ54として出力の低いものを適用することが可能となるため、この点でも基板搬送装置2の軽量化および低廉化を図ることが可能となる。
【0088】
そして、このように基板搬送装置20において軽量化、および低廉化が図られる結果、この基板搬送装置20を搭載する上記実装機としてもその軽量化、および低廉化を図ることができるという効果がある。
【0089】
しかも、上記の基板搬送装置20によれば、上記の通り可動フレーム50を従来に比べて高速で駆動することが可能となるため、実装動作中は、基板PをY軸方向により高速で移動させることにより、実装作業の効率を高めることができるようになるという効果もある。
【0090】
なお、以上説明した実装機は、本発明に係る実装機の一実施形態であって、基板搬送装置20の具体的な構成や実装機の具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような態様を採用することもできる。
(1)実施形態では、エアシリンダ66の作動により連結用ロッド67を進退駆動させる連結装置65を設け、搬入部2Aおよび搬出部2Cの各コンベア21A,21Cに設けた連結用ブラケット26に前記連結用ロッド67を挿入させることにより、可動部2Bのコンベア21Bと、搬入部2Aおよび搬出部2Cの各コンベア21A,21Cとを連結するように構成されているが、コンベア同士を連結する構成(連結手段)は実施形態のものには限られず各種の構成を採用できる。例えば、エアシリンダにより揺動変位するフック部材をコンベア21Bに設け、このフック部材を各コンベア21A,21Cに係合させることによりコンベア同士を連結させるようにしても構わない。また、エアシリンダ66に代え、電磁ソレノイド等を使って電気的に連結用ロッド67を駆動するようにしてもよい。
(2)実施形態では、搬入部2A、可動部2Bおよび搬出部2Cの各後側のコンベア21A,21B,21CをY軸方向に移動させることにより、コンベア幅の調整を行うように構成されているが、勿論、前側のコンベア20A,20B,20Cを移動させる構成であってもよい。また、前後双方のコンベア20A,21A等を互いに接離させてコンベア幅の調整を行うように構成してもよい。なお、このように前後双方のコンベア20A,21A等を移動させる場合には、可動部2Bの前後双方のコンベア20B,21Bに連結装置65を搭載し、また搬入部2A、搬出部2Cの前後双方のコンベア20A,21A等に連結用ブラケット26を設けるようにすればよい。
(3)実施形態では、可動部2Bのコンベア21Bを搬入部2Aおよび搬出部2Cの双方のコンベア21A,21Cに連結させるように連結装置65が構成されており、このように双方のコンベア21A,21Cに連結させる構成によると、各ガイドシャフト60に対してコンベア21Bの姿勢をバランス良く保った状態でスムーズに移動させることができるので、幅調整動作を円滑、かつ速やかに行わせることが可能になるという利点がある。
(4)なお、上記実装機に搭載されている基板搬送装置20は、実装機以外の各種装置に適用可能であり、例えば、部品実装後の基板を検査する検査装置に適用することも可能である。すなわち、基板搬送装置により所定の作業位置に搬入された基板に対して、基板表面を撮像可能なカメラ(撮像手段)を備えたヘッドユニットを相対的に移動させながら、前記カメラにより基板を撮像してその画像に基づいて当該基板を検査する装置が従来から周知であるが、例えば、その基板搬送装置として上記実施形態のような基板搬送装置20を搭載することもできる。このような検査装置によると、例えばヘッドユニットをX軸方向に移動させる一方、基板が固定されている可動フレームをY軸方向に移動させることにより基板の任意の位置をカメラにより撮像しながら効率良く検査を行うことができる。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板搬送装置は、可動搬送部(可動フレーム)のコンベアと固定搬送部のコンベアと係脱可能に連結する連結手段を設け、この連結手段により可動搬送部のコンベアと固定搬送部のコンベアとを連結した状態で固定搬送部のコンベアの間隔調整を行わせることにより、可動搬送部側のコンベア間隔の調整を固定搬送部のコンベアに連動させるように構成するとともに、可動搬送部のコンベアをロック手段により任意の位置で固定し得るように構成したので、従来のように、可動搬送部に対して専用の幅調整機構を設けることなく該可動搬送部のコンベア間隔を調整することができる。従って、従来装置と比べると、そのような専用の幅調整機構が不要な分、基板搬送装置を軽量化することができ、また低廉化を図ることができるという効果がある。
【0092】
しかも、そのような専用の幅調整機構を設ける必要がなくなる分、可動搬送部(可動フレーム)を従来装置に比べて大幅に軽量化することができる。従って、可動フレームをより高速で駆動することが可能となり、これにより作業の効率を高めることが可能になるという効果もある。
【0093】
そして、本発明に係る表面実装機および基板検査装置によると、上記のような基板搬送装置が搭載されている結果、表面実装機および基板検査装置としての軽量化、低廉化を効果的に図ることができ、また、可動搬送部(可動フレーム)を高速駆動させて実装作業や検査処理の効率を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表面実装機(本発明に係る基板搬送装置が適用される表面実装機)を示す平面図である。
【図2】基板搬送装置の構成を示す平面図である。
【図3】基板搬送装置の構成を示す正面図である。
【図4】基板搬送装置を構成する搬入部、可動部および搬出部の各後側のコンベアを示す図2におけるA−A断面図である。
【図5】搬入部の構成を示す図2のB矢視図である。
【図6】搬入部の構成を示す図2のC−C断面図である。
【図7】可動部の構成を示す図2のD−D断面図である。
【図8】可動部の構成を示す図2のE−E断面図である。
【図9】(a)はワンウェイクラッチによるガイドシャフト(搬入部側のガイドシャフト)の回転規制方向を説明する図であり、(b)はロック装置の構成を示す正面図である。
【図10】搬入部、可動部および搬出部の各搬送ベルトへの駆動力伝達系統を説明するための模式図である。
【図11】基板搬送装置(コンベア)の幅調整動作を説明する模式図である((a)は可動部がホームポジションにセットされた状態、(b)は可動部のコンベアと搬入部および搬出部の各コンベアとが連結された状態、(c)は後側コンベアがY軸方向に一体に移動している状態をそれぞれ示している)。
【図12】基板搬送装置(コンベア)の幅調整動作を説明する模式図である((a)は可動部のコンベアが搬入部および搬出部の各コンベアから切り離された状態、(b)は幅調整後、基板が搬入されて実装動作が開始された状態をそれぞれ示している)。
【符号の説明】
2 基板搬送装置
2A 搬入部(固定搬送部)
2B 可動部(可動搬送部)
2C 搬出部(固定搬送部)
20A,20B,20C コンベア(前側)
21A,21B,21C コンベア(後側)
26 連結用ブラケット
65 連結装置
66 エアシリンダ
67 連結用ロッド
70a,70b ロック装置
P 基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a substrate transport apparatus applied to manufacture, inspection, etc. of various substrates such as a printed circuit board, and in particular, a movable part capable of moving a substrate in a direction orthogonal to the transport direction during the transport. The present invention relates to a substrate transport device provided, and a surface mounter and a substrate inspection device including the substrate transport device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a surface mounting machine in which a chip unit such as an IC is sucked from a component supply unit and transferred onto a printed circuit board by a head unit equipped with a component suction head and mounted on a predetermined position on the printed circuit board. (Hereinafter abbreviated as a mounting machine) is known.
[0003]
As this type of mounting machine, one in which the printed board is fixedly positioned and the head unit moves in the XY direction on a horizontal plane is well known. For example, as disclosed in
[0004]
In addition, the mounting machine usually incorporates a substrate transport device that transports while supporting both ends of the printed circuit board by a pair of belt conveyors (hereinafter referred to as conveyors), and the printed circuit board is transported by this circuit board transport device. However, the printed circuit board is positioned in the middle of the mounting part to perform component mounting processing. However, in the mounting machine disclosed in
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-102696
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the mounting machine as shown in the above-mentioned
[0007]
That is, normally, the substrate transport apparatus incorporates a motor-driven width adjusting mechanism for making the interval between the conveyors correspond to the size of the substrate. In order to move in the Y-axis direction with respect to the conveyor of this part (carry-in part, carry-out part), it is necessary to provide the width adjustment mechanism for the movable part and other parts separately. For this reason, the entire mounting machine including the substrate transfer device is configured to increase the weight and cost.
[0008]
Moreover, since it is necessary to mount the width adjusting mechanism including the motor integrally on the movable frame, the movable part has a disadvantageous structure because the weight of the movable frame is increased and the frame is moved at high speed. . That is, in order to increase the mounting efficiency, it is preferable to move the substrate in the Y-axis direction at a high speed, but this is a negative factor.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and by reviewing the mechanism for adjusting the width in the substrate transfer apparatus, the apparatus can be reduced in weight and cost, and the work efficiency can be improved. The purpose is to do so.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes a pair of conveyors arranged in parallel and parallel to the substrate transport direction.On the import sideA fixed transport section and a movable transport section,Fixed transfer section on the unloading sideAnd the movable transfer unitA pair ofBy mounting the conveyor on the movable frame,eachThe substrate can be moved in a direction orthogonal to the transport direction with the movement of the movable frame in a state where the conveyors of the fixed transport unit and the movable transport unit are arranged at the same height when viewed from the horizontal direction. In the configured substrate transfer apparatus,eachFixed transfer sectionIs a pair of themThe conveyors are moved relative to each other in the direction of contact and separation.A pair ofConveyor spacingRespectivelyInterval change means to changeWithThe movable transfer unitIs a pair ofSupport means for supporting the conveyor so as to be relatively movable in the approaching / separating direction on the movable frame;AboveMounted on a movable frameA pair ofConveyorMutualLocking means switchable between a state allowing and preventing movement of the frame in the contact / separation direction with respect to the frameEach comprisingFixed transfer sectionandThe conveyor of the movable transfer unit isEachA connecting means for detachably connecting the conveyors corresponding to each other in each conveying section in a state where the respective conveyors of the fixed conveying section and the movable conveying section are arranged at the same height when viewed from the horizontal direction;The interval changing means includes a support base provided with a pair of guide rails on which any one of the pair of conveyors included in each of the fixed conveyance units is movably mounted, and one of the fixed conveyance units. A pair of ball screw shafts that are screwed into nut members respectively provided on the conveyor and extend in parallel to the pair of guide rails, and the guide rails are orthogonal to the substrate transport direction. The ball screw shaft is rotatably supported by the front side plate and the rear side plate, respectively, disposed between a front side plate and a rear side plate respectively installed at the fixed conveying portions with a predetermined interval in the direction. The support means includes guide shafts that are supported so that any one of the pair of conveyors included in the movable conveyance unit is movable. A pair,The connecting means includes a conveyor of the movable transport unit among the corresponding conveyors of the transport units.Transport directionEngagement member provided on both sidesWhen,Provided in the movable transfer sectionAnd a bidirectional air cylinder that is disposed between the pair of guide shafts and drives the engaging members.Drive means and engaged portions respectively provided on one side of the conveyor of each fixed transport section, and the engaging members are protruded outward from both ends of the movable transport section by the drive means. The operation unit is configured to displace the engagement position of each of the fixed conveyance units in the state to be engaged with the engaged portion and the retraction position where the engagement member is retreated from the operation position to both ends of the movable conveyance unit. The engagement members are arranged in a state where the conveyors corresponding to each other in the respective conveyance units are arranged in the substrate conveyance direction.AboveBy displacing to the operating position, the engaging member isAboveEngage with engaged partsAboveConveyors corresponding to each other in each transport unit are configured to be integrally connected.
[0011]
According to this board | substrate conveying apparatus, the space | interval adjustment (change) of the conveyor in a movable conveyance part can be performed in response to the interval change of the conveyor of a fixed conveyance part. That is, after the conveyors of the respective transport units are aligned in the substrate transport direction, the corresponding conveyors of the respective transport units are coupled to each other by the operation of the coupling unit, and then the lock unit is released (a state in which the conveyor is allowed to move). The interval of the conveyor of the fixed conveyance unit is adjusted by the operation of switching and interval changing means. If it does in this way, the conveyor by the side of a movable conveyance part will move in response to the conveyor of a fixed conveyance part, As a result, the space | interval of the conveyor of each conveyance part will be changed simultaneously. After the change, the locking means is switched to fix the conveyor of the movable conveyance section to the movable frame, the connection state of the conveyors of the respective conveyance sections by the coupling means is released, and the conveyor of the movable conveyance section is fixed to the conveyor of the fixed conveyance section. By separating from the above, it is possible to operate the movable transport unit (movable frame) independently while maintaining the changed conveyor interval. Therefore, according to such a substrate transfer device, it is possible to adjust the width of the conveyor in the movable transfer section without providing a dedicated width adjustment mechanism having a drive source such as a motor for the movable transfer section. Therefore, it is possible to reduce the weight and the cost as compared with the conventional substrate transfer apparatus of this type. Further, since there is no need to provide a dedicated width adjusting mechanism in this way, it is possible to reduce the mounting member of the movable frame, which is an advantageous structure for driving the substrate at a high speed in the movable conveyance section.In addition, since the force (driving force) for moving the conveyor is applied to the conveyor of the movable conveyance unit (movable frame) via the conveyors of the conveyance units on both sides, the attitude of the conveyor is maintained well. Can move the conveyor smoothly. Therefore, it is possible to smoothly change the interval of the conveyor in the movable conveyance unit.
[0016]
In this substrate transfer apparatus, the interval changing means is a common drive source.Driving the pair of ball screw shafts;It is more preferable that the conveyor of each fixed conveyance unit is configured to move in the contact / separation direction.
[0017]
By adopting a configuration in which the drive source is shared in this way, it is possible to further reduce the weight and cost of the substrate transfer apparatus.
[0018]
On the other hand, the surface mounter according to the present invention sucks an electronic component from a component supply unit by a movable head unit having a component sucking head, and the component is transported by a board transport device to a predetermined work position. A surface mounter for mounting on a substrate positioned at a substrate includes the substrate transfer device according to any one of
[0019]
Further, the substrate inspection apparatus according to the present invention relatively moves the movable head unit including an imaging unit capable of imaging the substrate surface and the substrate carried into a predetermined work position by the substrate transport device, In the board | substrate inspection apparatus which test | inspects the said board | substrate based on image recognition by imaging a board | substrate with an imaging means, it has the board | substrate conveyance apparatus in any one of
[0020]
These surface mounters and board inspection apparatuses are advantageous in reducing the weight and cost of the surface mounters and board inspection apparatuses. Further, since the substrate transfer unit has an advantageous structure for driving the movable transfer unit (movable frame) at a high speed as described above, it is also advantageous for improving the efficiency of the mounting work and the inspection process.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of a surface mounter according to the present invention (a surface mounter to which a substrate transfer apparatus according to the present invention is applied).
[0023]
As shown in the figure, a
[0024]
In FIG. 1, the board P is carried into the mounting machine from the left side along the conveyor of the
[0025]
The
[0026]
[0027]
Above the
[0028]
That is, a pair of guide frames 7 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-
[0029]
Although not shown in the drawings, each
[0030]
In FIG. 1,
[0031]
Next, the structure of the said board |
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0033]
Of the
[0034]
The
[0035]
The following description will be given with respect to the
[0036]
As shown in FIGS. 5 and 6, the carry-in
[0037]
Specifically, a
[0038]
A
[0039]
The
[0040]
As shown in FIGS. 4 and 6, each
[0041]
The drive pulleys 23 of the
[0042]
A
[0043]
While the configuration of the carry-in
[0044]
First, a
[0045]
Further, as for the carry-out
[0046]
On the other hand, the
[0047]
A ball screw shaft 55 (see FIG. 1) extending in the Y-axis direction supported rotatably on the
[0048]
A pair of
[0049]
[0050]
Here, the
[0051]
As a mechanism for connecting the conveyors, a connecting
[0052]
And the connection bracket 26 (refer FIG. 5, FIG. 6) provided with the
[0053]
In this configuration,FIG.When the
[0054]
On the other hand, the conveyor can be placed at any position of the movable frame 50.21BThe one-way clutch 63 that regulates the rotation direction of each
[0055]
As shown in FIG. 7, the one-way clutch 63 is integrated into the conveyor 21 </ b> B, and is attached to each
[0056]
In this embodiment, when the
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
In the configuration of the
[0061]
That is, when air pressure is supplied to the
[0062]
That is, the one-way clutch 63 has a built-in roller as described above.With a circleSince it is clogged between the
[0063]
On the other hand, when the supply of air pressure to the
[0064]
The above is the configuration of the
[0065]
In the
[0066]
As shown in FIGS. 4 and 8, each
[0067]
The
[0068]
Each
[0069]
That is, as shown in FIGS. 2, 4, and 7, a
[0070]
FIG. 10 schematically shows only the drive transmission system. That is, when the
[0071]
Next, the mounting operation of the mounting machine configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0072]
In the mounting operation, first, the substrate P is transported to the mounting machine by the operation of the
[0073]
Then, the
[0074]
Specifically, first, the head
[0075]
Then, the head
[0076]
When the mounting of the component by the
[0077]
Thereafter, the mounting and suction of components by the
[0078]
Then, after the substrate P is unloaded, prior to loading the next substrate P, the width adjustment of the
[0079]
First, as shown in FIG. 11 (a), the connecting
[0080]
When the conveyors are connected to each other, the lock state of the
[0081]
When the locked state of the
[0082]
When the intervals of the
[0083]
When the
[0084]
When the width adjustment is completed, the next substrate P is loaded and positioned in the
[0085]
According to the mounting machine as described above, the following effects can be obtained.
[0086]
That is, the
[0087]
In particular, since it is not necessary to provide a dedicated width adjusting mechanism in the
[0088]
As a result of the weight reduction and the cost reduction in the
[0089]
In addition, according to the
[0090]
The mounting machine described above is an embodiment of the mounting machine according to the present invention, and the specific configuration of the
(1) In the embodiment, a connecting
(2) In the embodiment, the conveyor width is adjusted by moving the
(3) In the embodiment, the connecting
(4In addition, the board |
[0091]
【The invention's effect】
As described above, the substrate transfer apparatus of the present invention is provided with the connecting means detachably connected to the conveyer of the movable transfer portion (movable frame) and the conveyer of the fixed transfer portion, and the conveyer of the movable transfer portion is connected by this connecting means. And adjusting the interval of the conveyor of the fixed conveyance unit in a state where the conveyor of the fixed conveyance unit is connected, and configured to interlock the adjustment of the conveyor interval on the movable conveyance unit side with the conveyor of the fixed conveyance unit, Since the conveyor of the movable conveyance unit can be fixed at an arbitrary position by the locking means, the conveyor interval of the movable conveyance unit can be increased without providing a dedicated width adjusting mechanism for the movable conveyance unit as in the past. Can be adjusted. Therefore, as compared with the conventional apparatus, the substrate transport apparatus can be reduced in weight and cost can be reduced because such a dedicated width adjusting mechanism is unnecessary.
[0092]
In addition, since it is not necessary to provide such a dedicated width adjusting mechanism, the movable conveyance portion (movable frame) can be significantly reduced in weight compared to the conventional apparatus. Therefore, it is possible to drive the movable frame at a higher speed, thereby improving the work efficiency.
[0093]
And according to the surface mounter and the board inspection apparatus according to the present invention, as a result of the board transport apparatus as described above being mounted, the surface mounter and the board inspection apparatus can be effectively reduced in weight and cost. In addition, there is an effect that the efficiency of the mounting operation and the inspection process can be increased by driving the movable conveyance portion (movable frame) at a high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a surface mounter according to the present invention (a surface mounter to which a substrate transfer apparatus according to the present invention is applied).
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a substrate transfer apparatus.
FIG. 3 is a front view showing a configuration of a substrate transfer apparatus.
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 showing conveyors on the rear side of the carry-in portion, the movable portion, and the carry-out portion that constitute the substrate transfer apparatus.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 2 showing the configuration of the carry-in unit.
6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2 showing the configuration of the carry-in portion.
7 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 2 showing the configuration of the movable part.
8 is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. 2 showing the configuration of the movable part.
FIG. 9A is a view for explaining a rotation restricting direction of a guide shaft (guide shaft on the carry-in portion side) by a one-way clutch, and FIG. 9B is a front view showing a configuration of a lock device.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a driving force transmission system to each conveyor belt of the carry-in portion, the movable portion, and the carry-out portion.
11A and 11B are schematic diagrams for explaining the width adjusting operation of the substrate transfer device (conveyor) ((a) is a state in which the movable part is set to the home position, and (b) is a conveyor, a carry-in part, and a carry-out of the movable part. (C) shows a state in which the rear conveyor is integrally moved in the Y-axis direction).
12A and 12B are schematic diagrams for explaining the width adjustment operation of the substrate transfer device (conveyor) ((a) is a state in which the conveyor of the movable part is separated from the conveyors of the carry-in part and the carry-out part, and (b) is the width. After adjustment, the board is loaded and the mounting operation is started).
[Explanation of symbols]
2 Substrate transfer device
2A carry-in part (fixed transport part)
2B Movable part (movable transport part)
2C Unloading part (fixed conveying part)
20A, 20B, 20C Conveyor (front side)
21A, 21B, 21C Conveyor (rear side)
26 Connecting bracket
65 Connecting device
66 Air cylinder
67 Connecting rod
70a, 70b Locking device
P substrate
Claims (4)
前記各固定搬送部は、それらが備える一対のコンベア同士をそれぞれ相対的に接離方向に移動させることにより該一対のコンベアの間隔をそれぞれ変更させる間隔変更手段を備え、
前記可動搬送部は、それが備える一対のコンベアを前記可動フレーム上で相対的に接離方向に移動可能に支持する支持手段と、前記可動フレームに搭載された一対のコンベア同士の該フレームに対する前記接離方向の移動を許容する状態と阻止する状態とに切換可能なロック手段とを備え、
前記各固定搬送部および前記可動搬送部のコンベアは、前記各固定搬送部および前記可動搬送部のそれぞれのコンベアを水平方向より見て同じ高さに並べた状態で各搬送部の互いに対応するコンベア同士を係脱可能に連結する連結手段を備え、
前記間隔変更手段は、前記各固定搬送部が備える一対のコンベアのうち何れか一方のコンベアがそれぞれ移動可能に装着される一対のガイドレールを備えた支持台と、前記各固定搬送部の一方のコンベアにそれぞれ設けられたナット部材に螺合すると共に前記一対のガイドレールに対してそれぞれ平行に延びる一対のボールねじ軸とを有し、
前記ガイドレールは、前記基板の搬送方向に対して直交する方向に所定間隔をおいて前記各固定搬送部にそれぞれ設置された前側板と後側板との間にそれぞれ配置され、
前記ボールねじ軸は、前記前側板および前記後側板によって回動可能に支持され、
前記支持手段は、前記可動搬送部が備える一対のコンベアのうちいずれか一方のコンベアが移動可能に支持されるガイドシャフトを搬送方向両端部分に一対有し、
前記連結手段は、前記各搬送部の前記互いに対応するコンベアのうち前記可動搬送部のコンベアの搬送方向両側に設けられる係合部材と、前記可動搬送部に設けられると共に前記一対のガイドシャフトの間に配置されて前記両係合部材を駆動する双方向型のエアシリンダを含む駆動手段と、前記各固定搬送部のコンベアの一側にそれぞれ設けられる被係合部とを有し、前記駆動手段により前記係合部材を、前記可動搬送部の両端部から外側に突出させた状態で前記各固定搬送部の前記被係合部に係合可能な作動位置と前記係合部材を前記作動位置から前記可動搬送部の両端部に退避させた退避位置とに変位させるように構成され、各搬送部の互いに対応するコンベア同士を基板搬送方向に並べた状態で前記係合部材を前記作動位置に変位させることにより前記係合部材が前記被係合部に係合して前記各搬送部の互いに対応するコンベア同士が一体に連結されるように構成されていることを特徴とする基板搬送装置。A pair of conveyors arranged in parallel and parallel to the substrate conveyance direction, each having a carry-in side fixed conveyance unit, a movable conveyance unit, and a carry-out side fixed conveyance unit, and the pair of conveyors in the movable conveyance unit are movable frames by being mounted on, the state in which the respective conveyor arranged at the same height as viewed from the horizontal direction of the fixed conveying section and the movable transport unit, the transport direction of the substrate with the movement of the movable frame In the substrate transfer apparatus configured to be moved in the orthogonal direction,
Each of the fixed conveyance units includes a distance changing unit that changes the distance between the pair of conveyors by moving the pair of conveyors provided in the fixed conveyance units relatively in the approaching and separating directions, respectively .
The movable feed unit, a support unit for movably supporting relatively separable direction a pair of conveyors on said movable frame to which it is provided, wherein for the frame of a pair of conveyors between which is mounted on the movable frame Lock means that can be switched between a state that allows movement in the contact and separation directions and a state that prevents movement ;
The conveyor of each fixed conveying section and the movable conveyor section, the conveyor mutually corresponding of each conveying portion in a state in which the aligned flush with each conveyor for each fixed conveying section and the movable conveyor section when viewed from the horizontal direction It has a connecting means for detachably connecting each other,
The interval changing means includes a support base provided with a pair of guide rails on which any one of the pair of conveyors included in each of the fixed conveyance units is movably mounted, and one of the fixed conveyance units. A pair of ball screw shafts that are threadedly engaged with nut members respectively provided on the conveyor and extend in parallel to the pair of guide rails;
The guide rails are respectively disposed between a front side plate and a rear side plate that are respectively installed in the fixed conveyance units at a predetermined interval in a direction orthogonal to the conveyance direction of the substrate.
The ball screw shaft is rotatably supported by the front side plate and the rear side plate,
The support means has a pair of guide shafts at both end portions in the transport direction in which any one of the pair of conveyors included in the movable transport unit is supported so as to be movable,
Said coupling means, said engaging member provided in the conveying direction on both sides of the conveyor of the movable transport unit of the corresponding conveyor to one another in each transport unit, of Rutotomoni the pair of guide shafts provided in the movable transport unit Drive means including a bidirectional air cylinder disposed between and driving the engaging members; and an engaged portion provided on one side of the conveyor of each of the fixed conveying portions; The engagement position of the engaging member of each of the fixed conveyance portions and the engagement member in the operation position in a state where the engagement member protrudes outward from both ends of the movable conveyance portion by means. It is configured to be displaced in a retracted position retracted in the opposite ends of the movable transport unit from the engaging member to the operative position in a state where the mutually corresponding conveyor of the respective conveying section arranged in the substrate transfer direction Displace Substrate transfer apparatus conveyor between mutually corresponding of the engaging member said respective conveying portion engages with the engaged portion is characterized by being configured to be coupled together by.
前記間隔変更手段は、共通の駆動源で前記一対のボールねじ軸を駆動して、各固定搬送部のコンベアを前記接離方向に移動させるように構成されることを特徴とする基板搬送装置。The substrate transfer apparatus according to claim 1,
The said space | interval change means drives a pair of ball screw axis | shaft with a common drive source, and is comprised so that the conveyor of each fixed conveyance part may be moved to the said contact / separation direction, The board | substrate conveyance apparatus characterized by the above-mentioned.
前記基板搬送装置として請求項1または2に記載の基板搬送装置を備え、前記作業位置として前記可動搬送部に基板を配置した状態で該基板に対して部品を実装するように構成されていることを特徴とする表面実装機。A surface on which a movable head unit equipped with a component suction head sucks an electronic component from a component supply unit, and mounts the component on a substrate that is transported by a substrate transport device and positioned at a predetermined work position. In the mounting machine,
The substrate transfer device according to claim 1 or 2 is provided as the substrate transfer device, and the component is mounted on the substrate in a state where the substrate is disposed on the movable transfer unit as the work position. A surface-mount machine characterized by
前記基板搬送装置として請求項1または2に記載の基板搬送装置を備え、前記作業位置として前記可動搬送部に基板を配置した状態で該基板を前記撮像手段により撮像するように構成されていることを特徴とする基板検査装置。Image recognition is performed by relatively moving a movable head unit having an imaging unit capable of imaging the substrate surface and a substrate carried to a predetermined work position by the substrate transfer device, and imaging the substrate by the imaging unit. In the substrate inspection apparatus for inspecting the substrate based on
The substrate transfer device according to claim 1 or 2 is provided as the substrate transfer device, and the substrate is configured to be imaged by the imaging unit in a state where the substrate is disposed on the movable transfer unit as the work position. A board inspection apparatus characterized by the above.
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